Biomonitoraggio della qualità dell`aria nella

Biomonitoraggio della qualità dell’aria nella Provincia dell’Aquila tramite licheni epifiti:
metalli pesanti nel biosensore Xanthoria parietina
Rapporto tecnico, 26 febbraio 2015
A cura di:
Antonella Iannarelli, Distretto Arta dell’Aquila, [email protected].
Il monitoraggio sui licheni in Abruzzo
La definizione della rete di monitoraggio in Abruzzo è stata effettuata sulla base di metodiche
condivise; le stazioni individuate, per tutta la regione, sono rappresentate nella figura seguente.
Fig. 1 – Rete regionale di monitoraggio dei licheni
L’area sottoposta a biomonitoraggio della qualità dell’aria mediante l’impiego del biosensore Xanthoria
parietina è stata suddivisa in 22 stazioni riguardanti l’agglomerato urbano della città di L’Aquila (es.
Villa Comunale, AQ20), una zona industriale limitrofa (es. zona Bazzano ex RAVIT, AQ18) e comuni
non particolarmente inquinati (es. Altopiano delle 5 Miglia, AQ14). Successivamente i campioni sono
stati trattati in laboratorio e sottoposti ad analisi specifiche.
I campioni, una volta mineralizzati, sono stati analizzati tramite spettrofotometria ad assorbimento
atomico. Per ciascun campione, sono state determinate le concentrazioni di metalli pesanti quali il
cadmio (Cd) e il piombo (Pb).
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I valori di concentrazione dei metalli ottenuti per ciascuna stazione e più avanti riportati in fig. 3 sono
stati interpretati attraverso una scala di naturalità/alterazione (Fig. 2) che ha permesso di trasformare il
dato numerico delle concentrazioni in un'espressione verbale ed un colore convenzionale che ne ha
permesso una più agevole consultazione.
Fig. 2 – Scala di naturalità/alterazione
La scala è stata utilizzata per l’attribuzione delle classi a ciascuna stazione, relativamente al Cadmio e
al Piombo. Le concentrazioni sono espresse in µg/g (Nimis e Bargagli, 1999).
Nella tabella seguente sono elencate le zone in cui sono stati effettuati i prelievi, il relativo codice, i
forofiti su cui è stato campionato il lichene e la data del prelievo.
Stazione
Località
Albero
Prelievo
AQ 1
CAPITIGNANO
QUERCIA
20/05/08
AQ 2
PRETURO
QUERCIA
25/02/08
AQ 3
FILETTO
TIGLIO
24/09/08
AQ 4
CASTEL DEL MONTE
QUERCIA
12/03/08
AQ 5
ROCCA DI MEZZO
TIGLIO
29/02/08
AQ 6
NAVELLI (luogo incendio 2007) COLLEPIETRO
QUERCIA
15/03/08
AQ 7
ROCCA DI BOTTE
QUERCIA
16/01/09
AQ 8
TAGLIACOZZO Località S.Sebastiano
QUERCIA
02/07/08
AQ 9
CELANO
QUERCIA
05/08/08
AQ 10
COCULLO
QUERCIA
19/09/08
AQ 11
SULMONA-PACENTRO
AQ 12
COLLELONGO
AQ 13
AQ 14
TIGLIO
15/03/08
FAGGIO
16/01/09
GIOIA VECCHIA-GIOIA DEI MARSI
FAGGIO
24/04/08
ALTOPIANO 5 MIGLIA-ROCCAPIA
QUERCIA
13/03/08
AQ 15
ATELETA (Contrada Selena)
QUERCIA
13/03/08
AQ 16
BARREA
FAGGIO
13/03/08
AQ 17
AQ ex RAVIT
AQ 18
CENTRO INDUSTRIALE BAZZANO (AQ) 100m “EX RAVIT”
AQ 19
TIGLIO
22/09/08
QUERCUS
08/05/08
VIALE DUCA DEGLI ABRUZZI
TIGLIO
30/06/11
AQ 20
VILLA COMUNALE
TIGLIO
30/06/11
AQ 21
VIA XX SETTEMBRE
TIGLIO
30/06/11
AQ 22
PIAZZETTA DELLA PREFETTURA
TIGLIO
02/07/11
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Fig. 3 – Concentrazioni rilevate per Cd e Pb e classi di naturalità/alterazione associate.
In aree urbane ed extraurbane l'analisi chimica dei talli lichenici consente di rilevare la presenza di
eventuali sorgenti di inquinanti non rilevabili con il sistema di monitoraggio convenzionale. Il presente
lavoro ha permesso di valutare la qualità dell'aria nella provincia di L'Aquila utilizzando come
biosensore il lichene epifita Xanthoria parietina.
Valutazioni sui monitoraggi effettuati
L'area di studio ha interessato l'agglomerato urbano della città di L'Aquila, una zona industriale
limitrofa e comuni non particolarmente inquinati.
Le fonti di inquinamento dell'area indagata sono costituite da traffico auto-veicolare, dal riscaldamento
domestico, da un'attività industriale e da fumi prodotti da discariche e dalla presenza di impianti
sciistici (zona Rocca di Mezzo, AQ5) che alimentano un sostanzioso traffico di mezzi.
Per ogni stazione i forofiti scelti sono tre (numero minimo sufficiente per poter portare avanti lo studio)
e presentano le caratteristiche indispensabili a renderli adatti all’esame. Un’iniziale analisi visiva
basata sull’osservazione dei licheni ha permesso di dare un primo e generale giudizio circa le
condizioni ambientali della zona.
Gli effetti degli inquinanti sui licheni, infatti, sono visibili a lungo termine anche ad occhio nudo,
analizzando le loro caratteristiche macroscopiche e cromatiche. Gli aspetti macroscopici da valutare
sono la grandezza ed il colore del tallo, il suo grado di copertura, la grandezza del disco degli apoteci
e l’ampiezza dei lobi. E' stato possibile valutare questo tipo di cambiamenti sulla Xanthoria parietina di
colore giallo vivo con apoteci lecanorini, cioè apoteci che presentano un disco interno di colore
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arancio e un margine dello stesso colore del tallo. L’aspetto cromatico e la grandezza dei lobi di X.
parietina permettono di valutare le variazioni ambientali che avvengono in una zona a causa del tasso
di inquinamento. Infatti, mentre i licheni delle zone dall’agglomerato urbano (AQ18, 19, 20, 21, 22) e
delle zone industriali (AQ17, 18) hanno un colore sbiadito e presentano un numero basso di apoteci di
piccole dimensioni , man mano che ci si allontana da tale sito a massima ricaduta si avverte un
miglioramento delle condizioni ambientali., infatti, nelle altre stazioni, il colore del lichene risulta più
vivo, il tallo aumenta di dimensioni e i lobi acquistano un aspetto più consistente. Se ci spostiamo in
zone incontaminate come Celano (AQ9) o l’altopiano delle cinque miglia, Roccapia (AQ14) è evidente
il miglioramento di tutti gli aspetti considerati: il colore del tallo e degli apoteci è deciso e gli apoteci
stessi sono grandi e numerosi.
Gli alberi esaminati nella zona centrale della città, in particolare a Piazza della prefettura (AQ22),
presentano un numero esiguo di specie: talli di piccole dimensioni e fragili al tatto, e scolorimento a
causa della forte antropizzazione della zona. Gli apoteci sono pochi e piccoli. E' stato difficile
recuperare un'adeguata quantità di licheni in questa stazione poiché i tronchi (Tigli) ne erano
praticamente privi e solo i rami alti ne presentavano mediocri quantità. Pochi rami raggiungibili ci
hanno consentito di effettuare i prelievi. La scarsissima presenza della X. Parietina, lichene folioso
ampiamente diffuso in ambienti fortemente antropizzati per la sua maggiore resistenza a condizioni di
stress di varia origine, è certamente indice di presenza di inquinanti (ARPAV, 2004).
In questo lavoro è stato effettuato un campionamento per ogni sito, ma è importante puntualizzare che
questo tipo di indagine, ovviamente, necessita di più tempo e di un numero maggiore di
campionamenti per poter stabilire le variazioni delle condizioni generali di un sito. Il nostro lavoro,
dunque, può essere considerato l’inizio di un monitoraggio che per essere significativo dovrebbe
essere effettuato almeno per alcuni anni. E' noto che gli effetti sui licheni sono visibili solo dopo
un'esposizione prolungata e se ci sarà ancora l’opportunità di continuare questo tipo di studio nei
prossimi anni, sarà possibile attraverso indagini epidemiologiche, definire anche gli effetti che le
polveri e gli inquinanti in generale hanno sulla salute umana.
Questi risultati di tipo qualitativo hanno dato riscontro nell'analisi di tipo quantitativo.
Tramite mineralizzazzione e lettura allo AAS abbiamo potuto quantificare i metalli pesanti contenuti
all'interno dei talli lichenici. Effettivamente è stato possibile relazionare l’osservazione della morfologia
e della grandezza del tallo lichenico con il contenuto in metalli pesanti, in particolare il piombo. La
stazione che presenta il quantitativo di piombo più alto è Piazza della Prefettura, (AQ22). La zona è
sempre stata caratterizzata da una forte traffico di autoveicoli e, a causa del sisma del 2009, che
oltretutto ha causato numerosi crolli proprio a ridosso della piazza, attualmente sono presenti diversi
mezzi pesanti impegnati nella ricostruzione. La principale fonte di piombo è quindi rappresentata dalla
combustione dei carburanti e dei lubrificanti utilizzati nei motori.
Le quantità di Cadmio misurate, invece, non sono mai rilevanti. L’introduzione del cadmio
nell’ambiente deriva da deposito di materiale solido da parte delle industrie in cui viene lavorato il
cadmio e da attività agricole che fanno uso di concimi fosfatidici. Sostanzialmente si accumula nel
terreno legando gli acidi umici ma si può liberare nell’atmosfera. Nelle stazioni esaminate non è mai
stato raggiunto un valore di alterazione legato al cadmio ad indicare che non ci sono fonti di
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inquinamento tali da far registrare alti valori di questo metallo.
In generale, la composizione dei talli riflette la composizione chimica dell’atmosfera in cui i licheni
crescono, ma questa relazione può essere altamente variabile perché influenzata da diversi fattori
ecologici. L’assorbimento degli elementi in traccia dipende, per esempio, dalla natura dell’elemento,
dalle caratteristiche morfologiche del tallo, dalla loro interazione e dai modi e tempi di permanenza
degli elementi nei licheni (Garty, 2001).
Conclusioni e ipotesi di prosecuzione
L’attribuzione delle stazioni alle classi di naturalità/alterazione non va interpretata in senso assoluto,
ma va considerata uno strumento che permette una valutazione dell’entità delle deposizioni in termini
comparativi nello spazio e nel tempo. Fornendo un’informazione sintetica sulla situazione generale
dell’area di studio in un dato momento, consente infatti di individuare dei pattern spaziali di
deposizione e soprattutto permette di monitorare l’evolversi della situazione nel tempo ripetendo lo
studio negli anni. Anche se le nostre osservazioni non hanno individuato casi di grave
contaminazione, hanno comunque mostrato delle aree con concentrazioni relativamente elevate di
alcuni elementi nei talli lichenici legate alle attività umane presenti nell’area di studio. Chiaramente,
non fornendo questi dati una valutazione quantitativa delle concentrazioni in aria o dei tassi di
deposizione, l’importanza di queste indagini risiede soprattutto nella possibilità di valutare l’entità delle
deposizioni in termini comparativi effettuando il monitoraggio delle deposizioni negli anni futuri,
ottenendo informazioni sulla loro eventuale variazione
Come detto poco sopra, infine, questo tipo di indagine necessita di più tempo e di un numero
maggiore di campionamenti per valutare le variazioni delle condizioni di un sito. Si può pertanto
ipotizzare di proseguire il lavoro nei prossimi anni e di allargarne i contenuti eseguendo anche indagini
epidemiologiche.
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